BELLHOP-3D

基于https://blog.csdn.net/qq_45201106/article/details/130583098这篇进行一些细致的补充：

一、声学工具箱的下载 

https://oalib-acoustics.org/
上述网址进去后，页面如下，点击MODELS&SOFTWARE，然后再点击Acoustics Toolbox：

进入后页面如下，再点击Acousitcs Toolbox:

即可得到下载的页面，点击第二个At 

 对声学工具箱压缩包进行下载，得到

 解压后，在文件夹里首先找到tests文件夹，然后在该文件夹内找到Bellhop3DTests文件夹，该文件夹内各名称的文件夹为Bellhop3D的示例：

 运行示例，以其中Munk文件夹为例，点击进去会有runtest.m文件，直接打开matlab运行即可。

 二、BELLHOP-3D的使用

BELLHOP使用主要利用env文件获取环境和收发位置信息，env文件中3D模型区别2D模型的地方主要在于增加了：（以下面例程为例）

该示例中地形如下图所示：

1、角度设置

对于theta、alpha、beta：

1）theta

46行Ntheta是对某深度水平剖面的角度划分数目，整个平面以发射位置xy（0，0）为圆心，可进行360°的平面角度划分，具体划分起始和截至角度如47行所示，示例为0-360°，共划分成Ntheta-1份，示例为37-1=36份，即每10°计算一次传播损失。角度划分数越多，得到的平面传播损失越接近圆形，下图左侧Ntheta=37,右侧图Ntheta=10，可以看出明显区别。

 2）alpha

49-50行的alpha与二维BELLHOP用法一样，49行为声源开角内的声线个数，50行为声源开角，下图左侧为声源开角（-90，90），右侧为（-30，30），可以看出明显区别。

3）beta

51-52行的beta为声线划分角度，51行为在某深度水平剖面划分的声线角度个数，52行为声线划分的起始和截至角度。其中，声线角度要对应theta角度，若在超过水平剖面设定的角度，则无法计算。设定如下所示，按照0-300°划分5份，即0、60、120、180、240、300°

下图左侧为平面图，右侧为旋转后的声线图。

简单总结一下：

计算传播损失时，调整theta和alpha参数，与beta无关，Ntheta个数代表传播损失计算个数；

计算声线轨迹时，可以直接将theta范围设置为（0，360），调整alpha和beta参数即可，Nbeta个数代表声线计算个数。

 2、收发位置

关于收发位置，需要发射平台的xyz信息，以及接收平台的rz信息。

1）发射平台位置信息

位于示例程序的36-41行，可以改变x和y信息，将原有的37、39行的（0，0）修改（-10，-10），相应地，在计算传播损失时，以（-10，-10）为圆心进行计算，下图左侧为地形俯视图，右侧为传播损失图，可以很明显的看出，与以（0，0）为圆心计算结果不同，在左下角出现空缺，这是由于变换圆心后，以100km为直径画圆计算时，地形没有覆盖到那个位置。

改变发射深度z，与2D操作相同，这里不再过多赘述。

2）接收平台位置信息

42-45行分别为接收平台r和z的信息，42行和44行分别为在r和z方向上的插值数目，43和45行分别为r和z的起始和截至距离。与2D操作相同，也不再过多赘述。

3）根据收发位置画图

在画传播损失时，可以发现有这样一行程序：

后面这三个数字分别代表，发射的x和y位置，画图传播损失的深度z。

a、发射的x和y位置

x和y的设置主要取决于你要将圆心设置到哪个位置，像上图是根据（-10，-10）为圆心计算的传播损失，如果想将圆心设置到原点位置只需要将上行程序的x和y设置为0，0即可：

b、传播损失的深度z

如果42行接收深度插值大于1，则这个z的设置是帮你提取出相应深度的传播损失数值。通过设置不同的z可以很快得到不同深度下的传播损失图，便于观察随深度的变化趋势。

对0-5000m进行1001次插值，得到每个垂直剖面的传播损失矩阵维度为1001*1001

示例地形的海底从3000-5000米出现，通过调整z为1000、3500、4500、5000m，得到相应深度传播损失如下图所示，可以发现右上角逐渐显现出海底地形的位置。

 3、海底地形

 如果要加入海底地形，34行为“A~”,如果不需要海底设置为“A”即可，下面就加入海底地形的情况进行介绍。主要采用的是下面这行程序，即可生成自己想要的海底bty文件。

 

 其中，x、y和z均为自己设置的海底地形区域和区域内的相应深度。

bty文件内格式为，“R”，x轴个数Nx，x轴参数，y轴个数Ny，y轴参数，以及Nx*Ny维度的深度矩阵。

通过plotbdry3d函数可以画出自定义的海底地形：

 按照上文介绍的，得到不同深度下传播损失图为：

 

4、3d文件可以用于2d画图

可以用2d的画图函数对3d结果进行画图，但是只能默认为第一个角度下的结果。

左侧为接收插值为1时，plotshd的画图结果。右侧为接收插值为101时，plotshd的画图结果，与2维结果一直，所以3d文件可以画出2d的仿真图。

plotray画图结果：

 

 

 

 

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